视频会议传输技术的分析

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  摘 要:随着科学技术的高速发展,不同区域之间视频通话的功能基本实现。视频会议是指电视会议,两个或多人群通过多媒体设备及传输线路实现声音、图像及资料的互传,从而达到实时的沟通。近几年以计算机为代表的网络技术得到快速的发展,当今视频会议系统发展主要遵从H323技术标准的视频会议系统。视频会议早在1997年就已提出,在IP通讯网络上实现视频会议这一技术得到广泛的应用,IP网是多媒体通信普遍使用的通信网络,其提供带宽分为低级、中级、高级。
  关键词:视频会议;传输技术;分析
  本文主要阐述了视频会议的传输技术,视频会议的长期的发展历程,其发展经历了较多技术上的困难,由于计算机硬件处理能力低。音视频的编解码对于运算处理能力的要求较高,从而导致视频会议的发展较缓慢,在Intel奔腾处理器未出现之前,音视频编解码一直处于低级阶段。另外,通信网网络的带宽价格昂贵。由于通信网络的发展在过去处于2G或3G刚普及的阶段,宽带网络的使用成本昂贵,而视频会议要实现高质量的传输要求就必须配备一定的带宽,从而在这一方面阻碍了社会会议的发展及应用。
  1 基于IP网络视频流传输策略技术
  1.1 拥塞控制策略 ①设计原则。IP网络视频技术中网络拥塞是影响其发展的重要因素。网络视频要保证其信道吞吐量适当以及延迟少、延迟不出现扰动,才是网络视频的目的。而网络拥塞却是阻碍网络视频达到这样目的的一个重要因素。要控制网络拥塞应通过限制网络截荷的方式,另外,由于IP网络视频需要多个网络技术的支撑,通常主机速率调整流量控制缓解网络拥塞。传统TCP协议缓解网络拥塞的方法主要采用慢启动、快速重传、拥塞避免及快速恢复的方式,TCP进行连接及重传时会造成流数据传输的延迟。②网络状态的判别。网络状态的估计主要分为基于模型及探察两种。基于模型有拥塞控制对带宽的估计主要是通过TCP连接的吞吐量,其模仿TCP进行速率的控制,与TCP保持友好的关系。探察通过发送速率调整网络带宽,基于丢包率作为最低极限为前提进行发送速率的调整。发送速率的调整策略可分为两种:一种是AIMD,另一种是MIMD。③速率匹配方法。视频码流的传输速率要匹配网络带宽,应通过码率匹配的方法,当前采用码率匹配的技术主要有码率转换、可扩展性编码、动态切换。其中码率转换主要是通过编码器丢帧、量化调整及DCT高频系数等方式调整编码速率;可扩展性编码主要采用一个码率范围,用于视频流解决IP网络编码;动态切换主要是针对同一视频会议利用多项码率编码。
  1.2 差错控制策略 差错控制策略是保证拥塞控制避免丢包的一种技术,其主要包括重传、差错隐藏及前向纠错等。
  ①重传(ARQ)。重传技术主要将丢失的分组进行重新发送,其获取丢失分组的序号主要是通过RTCP报告分组的方式。ARQ技术常用于TCP控制机制中,很大程度上影响延迟的时间,而该延迟等同于信息接收及信息发送的所需要的时间。②前向纠错(FEC)。在接收端的数据通过一定范围的纠错。在前向纠错设计之前应了解发送端分组丢失的概率,从而平衡带宽利用率及误码核验。前向纠错具有一定的缺点,就是对分组丢失情况把掌握不准,即使没有分组丢失也会出现额外开销的情况,从而导致分组重构而造成延迟。③差错隐藏策略。由于视频图像在时间与空间上具有一定的相关性,差错隐藏则利用这一特性在接收端采用后处理的技术,使误码隐藏性增强,即在视频上不被察觉。空间插值法与时间插值法是误码恢复的常用技术。前者是处理丢失的像素点并计算其仰慕素值。后者是复制正确解码帧上的像素点估算其丢失数,这技术在低速运动时非常有效。
  2 视频信号采集与压缩技术
  视频采集是通过摄像头或者是采集卡,视频捕捉应用VFW技术,该技术是Microsoft公司研究出的一个软件包。应用程序通过VFW接口从模拟视频源中实现数字化的视像剪辑,VFW接口独立于具体的硬件,与当前常用的USB接口相适应。应用程序通过VFW实现了基于消息的窗口类AVCap,从而有利于视频信号的采集。图1为视频捕捉的流程图。
  3 视频数据组播传输技术
  为了确保视频传输的实时性,传输协议应采用无连接的UDP协议。图2为学UDP数据报的IP数据报格式。
  在IP包上增加校验证码及端口号:UDP端口实现UDP通信线路及应用程通信的重要途径,UDP的端口均是数字且以0为开始,每一个端口对应一个服务。传输层编程接口提供无连接服务的数据报套接字,其调用时如图3所示。
  4 结束语
  综上述所,本文主要分析了视频会议传输中的几项关键技术,即基于IP网络视频流传输策略技术视频信号采集与压缩技术、视频数据组播传输技术、多路视频并行处理技术,随着科学技术的快速发展,视频会议在各领域中的应用变得极其重要,其不仅能够实现时间及空间上的变幻,还能促进企业之间沟通与协调,相信在未来发展中,视频会议的应用及发展会变得更加成熟。
  参考文献:
  [1]李辉.基于RTP的H.264视频传输系统的设计与实现[D].吉林大学,2013.
  [2]郭娜.济南公交视频会议系统的优化设计与应用研究[D].山东大学,2014.
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